A three-dimensional probabilistic cellular automaton is constructed to simulate the evolution of cluster structure of elementary damages in loaded materials. The comparison of the statistical characteristics of time series "number of clusters" and "number of elementary damages" are made for three-dimensional and two-dimensional cellular automata. It is shown, that the transition of the time autocorrelation function of a random process "number of elementary damages" to the range of negative correlations and the emergence of the second linear portion on the statistics of the normalized Hurst's range can be interpreted as presages of material transition to the stage preceding to complete destruction. It is found that, for the three-dimensional model based on the value of probability of damage cluster perimeter germination, there are two qualitatively different modes of damage accumulation.
Download file
Counter downloads: 337
- Title Cellular automaton simulation of the fracture process for brittle materials
- Headline Cellular automaton simulation of the fracture process for brittle materials
- Publesher
Tomsk State University - Issue Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics 2 (28)
- Date:
- DOI
Keywords
клеточный автомат, кластеры элементарных повреждений, прогнозирование разрушения, cellular automaton, damage clusters, fracture predictionAuthors
References
Куксенко В. С. Диагностика и прогнозирование разрушения крупномасштабных объектов // ФТТ. 2005. Т. 47. №5. С. 788-792.
Курленя М. В., Вострецов А. П., Кулаков Г. И., Яковицкая Г. Е. Регистрация и обработка сигналов электромагнитного излучения горных пород. Новосибирск: СО РАН, 2000. 232 с.
Ботвина Л. Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. М.: Наука, 2008. 334 с.
Бандман О. Л. Клеточно-автоматные модели пространственной динамики // Системная информатика. 2006. Вып. 10. С. 59-113.
Бандман О. Л. Дискретное моделирование физико-химических процессов // Прикладная дискретная математика. 2009. №3. С. 33-49.
Лобанов А. И. Моделирование клеточных автоматов // Компьютерные исследования и моделирование. 2010. Т. 2. №3. С. 273-293.
Гиляров В. Л., Варкентин М. С., Корсуков В. Е. и др.Формирование степенных распределений дефектов по размерам в процессе разрушения материалов // ФТТ. 2010. Т. 52. №7. С. 1311-1315.
Гиляров В. Л. Моделирование роста трещин в процессе разрушения гетерогенных материалов // ФТТ. 2011. Т. 53. №4. С. 707-710.
Алексеев Д. В., Казунина Г. А. Моделирование кинетики накопления повреждений вероятностным клеточным автоматом // ФТТ. 2006. Т. 48. №2. С. 255-261.
Алексеев Д. В., Казунина Г. А. Моделирование эволюции кластерной структуры элементарных повреждений в нагруженных материалах // Деформация и разрушение материалов. 2009. №8. С. 10-14.
Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике. Ч. 2. М.: Мир, 1990. 390 с.
Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 258 с.
Алексеев Д. В., Егоров П. В. Персистентность накопления трещин при нагружении горных пород и концентрационный критерий разрушения // Доклады АН. 1993. №1. С. 779-780.
Алексеев Д. В., Казунина Г. А. Модельное исследование кинетики накопления повреждений методом нормированного размаха Херста // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2006. №4. С. 69-74.
Казунина Г. А., Малышин А. А. Исследование кинетики накопления повреждений в нагруженных материалах по импульсной электромагнитной и фотонной эмиссии // Изв. вузов. Физика. 2009. Т. 52. №6. С. 46-49.
Cellular automaton simulation of the fracture process for brittle materials | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2015. № 2 (28).
Download full-text version
Counter downloads: 1304